C++内存管理

C语言的内存管理在C++中可以继续使用，但是有些地方就无能为力或者使用起来比较麻烦，因此C++有提出了自己的内存管理方式。

new、delete

操作内置类型

new+类型，开辟1个存放该类型对象的空间；

后面加[]，[]内的数字表示开辟对象的个数；

后面加()，()内初始化

int* p1 = new int; //1个int对象
int* p2 = new int[10]; //10个int对象
int* p3 = new int(10); //1个int对象，初始化为10
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注意：[]和()不能同时用，new int[10](10)是不可以的。

C++11支持在后面加{}，类似数组的初始化:

int* p4 = new int[10]{ 10, 2 }; //10个int对象，前两个初始化为10，2，其余初始化为0
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new出来的对象，释放要用delete

new的时候带有[]，delete也要带[]

delete p1;
delete[] p2;
delete p3;
delete[] p4;
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如果[]没有匹配，可能报错，可能不报错。

操作自定义类型

对于内置类型，malloc和new除了用法不同，没有什么区别。它们的区别主要在自定义类型。

• ==new一个自定义类型，不仅会开空间，还会调用这个类的构造函数。==malloc只开空间，不初始化。

• 在释放自定义类型的空间时，delete会先调用析构函数，然后释放空间，free只会释放空间。

• malloc失败，返回空指针；new失败，抛异常。

C++Stack空间的开辟：

class Stack
{
public:
	Stack(int capacity = 0)
	{
		cout << "Stack(int capacity = 0)" << endl;
		_a = new int[capacity];
		_capacity = capacity;
		_top = 0;
	}
	~Stack()
	{
		cout << "~Stack()" << endl;
		delete[] _a;
		_capacity = 0;
		_top = 0;
	}
private:
	int* _a;
	int _top;
	int _capacity;
};
void test()
{
	Stack* n1 = new Stack;
	delete n1;
}
//结果：
//Stack(int capacity = 0)
//~Stack()
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👆：在C语言中我们还要专门写StackInit和SatakDestroy函数然后手动调用，现在用new/delete配合构造函数和析构函数就非常方便了。

operator new和operator delete函数

注意这两个函数不是对new和delete的重载。它们是C++的库函数，封装了malloc和free

它们的用法和malloc/free一样，而且它们也不会调用构造函数和析构函数。

operator new和malloc的区别在于：operator new失败，抛异常。

用法示例：

Stack* ps1 = (Stack*)operator new(sizeof(Stack));
operator delete(ps1);
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这两个函数直接用当然不如new和delete，但它们是new和delete的底层实现。new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过operator delete全局函数来释放空间

定位new

针对一个空间，显式调用构造函数。

使用格式：

new(place_address)type或者new(place_address)type(initializer-list)
place_address必须是一个指针，initializer-list是类型的初始化列表

Stack* obj = (Stack*)operator new(sizeof(Stack));
new(obj)Stack(4);
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这两行等价于Stack* obj = new Stack(4);

附：常见面试题

malloc/free和new/delete的区别

1. 用法上的区别：
   • malloc和free是函数，new和delete是操作符
   • malloc申请空间不会初始化，new可以初始化
   • malloc申请空间需要手动计算空间大小，new只需跟类型即可
   • malloc的返回值为void*，在使用时必须强转，new不需要
2. 底层上的区别：
   • malloc失败，返回NULL，new失败，抛异常
   • 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数和析构函数，而new在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中的资源的清理。

内存泄漏

什么是内存泄漏：内存泄漏指因为疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，因为设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。
内存泄漏的危害：长期运行的程序出现内存泄漏，影响很大，如操作系统、后台服务等等，出现内存泄漏会导致响应越来越慢，最终卡死

内存泄漏是指针丢了，而不是内存丢了。

如何避免内存泄露：.

1. 工程前期良好的设计规范，养成良好的编码规范，申请的内存空间记着匹配的去释放。ps：这个理想状态。但是如果碰上异常时，就算注意释放了，还是可能会出问题。需要下一条智能指针来管理才有保
   证。
2. 采用RAII思想或者智能指针来管理资源。
3. 有些公司内部规范使用内部实现的私有内存管理库。这套库自带内存泄漏检测的功能选项。
4. 出问题了使用内存泄漏工具检测。ps：不过很多工具都不够靠谱，或者收费昂贵

如何一次在堆上申请4G的空间

int main()
{
	void* p = new char[0xfffffffful];
	cout << "new:" << p << endl;
	return 0;
}
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将程序编译成x64的进程即可。